Le chemin reste long vers des solutions thérapeutiques pour les maladies neuromusculaires. Le recours à l’administration de cellules capables de reformer des fibres musculaires viables est une des voies privilégiées. Avec quelques bonnes raisons d’espérer. Explications...

Pourra-t-on un jour réparer des muscles, comme on change les pièces d’un moteur vieillissant ? Aujourd’hui, cette idée futuriste ne tente plus uniquement les seuls adeptes du culturisme. En effet, parmi les traitements possibles des maladies neuromusculaires, la transplantation de cellules capables de produire des cellules musculaires est sérieusement envisagée par les médecins. Cette thérapie cellulaire a connu une série d’échecs cliniques durant les dernières années. Mais la publication fin 2006 d’une étude franco-italienne chez un chien modèle de la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) l’a replacée sur le devant de la scène.

Coupe histologique d’un muscle de patient atteint de DMD, montrant la nécrose de fibres musculaires et l’invasion par des macrophages
© Department of Neurology at Washington University School of Medicine

 Satellites et cellules souches
La thérapie cellulaire musculaire fait appel essentiellement à deux catégories cellulaires : les cellules satellites, qui après activation prolifèrent et fournissent des myoblastes, cellules précurseurs des fibres musculaires, et des cellules souches de diverses origines, prélevées dans des tissus adultes ou dans des embryons. Pour l’heure, ce sont les cellules souches adultes qui tiennent la corde, profitant de l’essor fulgurant des recherches sur les cellules souches, source potentielle de tissus de remplacement susceptibles de guérir de nombreuses pathologies marquées par la nécrose ou la dégénérescence d’organes.

De plus, les résultats des premiers essais cliniques, sur des maladies du muscle squelettique ou du muscle cardiaque, ont révélé que l’approche par myoblastes est limitée par deux défauts majeurs : transplantées dans les muscles, ces cellules demeurent sur les sites d’injection, incapables de migrer à travers la matrice extracellulaire qui entoure les fibres musculaires ; de plus, elles semblent être peu nombreuses à survivre suffisamment pour former un tissu musculaire abondant. Il faut donc multiplier les sites d’injections et la quantité de myoblastes pour obtenir de nouvelles fibres musculaires dans un muscle donné, comme l’a suggéré l’équipe de Jacques Tremblay à Laval (Québec) avec sa technique d’injection « haute densité ».

En pratique, la manœuvre ne permet pas de traiter des pathologies qui affectent l’ensemble de la musculature, telles que la DMD, compte-tenu du volume qu’il faudrait traiter et de la lourdeur des injections. Elle ne peut être envisagée dans ce cas que pour le traitement de petits territoires musculaires, néanmoins précieux pour la qualité de vie des patients.



 Utiliser les propres cellules du patient
A présent, la méthode peut s’appliquer à des maladies musculaires dans lesquelles seuls certains muscles sont affectés, comme la dystrophie musculaire oculo-pharyngée (DMOP) ou, dans une moindre mesure, la dystrophie musculaire facio-scapulo-humérale (DMFSH). L’avantage de viser ce type de pathologie est aussi de permettre une thérapie « autologue » : ce sont les propres myoblastes du patient qui sont utilisés pour la greffe, à partir de muscles donneurs non atteints, ce qui élimine les risques de rejet et le recours aux immunosuppresseurs nécessaire en cas de thérapie allogénique.

• La dystrophie musculaire oculo-pharyngée (DMOP) est due à une anomalie d’un gène situé sur le sur le chromosome 14. Très rare, elle se déclare classiquement vers 50 ans. Elle touche principalement les muscles releveurs des paupières, d’où un abaissement de la paupière supérieure, ou ptosis, et les muscles de la déglutition (sphincter supérieur de l’œsophage et muscles du pharynx).
• La dystrophie musculaire facio-scapulo-humérale (DMFSH) est la troisième myopathie la plus fréquente (incidence de 1/14000 naissances). Due à des anomalies du chromosome 4, elle se caractérise par une atrophie musculaire importante du visage (facio), des épaules (scapulo) et des bras (humérale).

A Paris, afin d’étudier la faisabilité et l’efficacité de la méthode chez l’homme, l’équipe de Vincent Mouly, à l’Institut de myologie (Inserm U787, Université Pierre et Marie Curie), et celle de Jean Lacau Saint-Guily, à l’hôpital Tenon, mènent depuis juin 2004 un essai de phase II de thérapie cellulaire (visant donc à évaluer la faisabilité et la sécurité de l’approche) chez des patients atteints de DMOP. Dix malades avaient été traités fin 2007 et l’essai devrait s’achever au printemps 2008 après inclusion de 11 ou 12 patients.


 Un protocole bien rodé
Les cellules satellites des patients sont d’abord prélevées dans un muscle de la cuisse ou du cou, non affecté par la maladie, afin de déterminer quel est, pour chaque patient, le muscle donneur qui donnera le plus de myoblastes. Puis un prèlèvement plus important est réalisé dans le muscle donneur ainsi déterminé ; les cellules sont mises en culture et multipliées en nombre suffisant dans le laboratoire de thérapie cellulaire de l’hôpital Saint-Louis, sous la supervision de Jérôme Larghéro. La dernière étape comprend une section chirurgicale, appelée myotomie, du sphincter supérieur de l’œsophage, qui constitue le traitement classique de la DMOP, associée à l’injection des myoblastes dans le pharynx, juste au-dessus du sphincter, dans une dizaine de sites très proches, à raison d’au moins 5 millions de cellules par site.

Selon Vincent Mouly et Sophie Périé (à Tenon), les premiers résultats sont positifs et encourageants : l’intervention apparaît améliorer la déglutition mieux que la myotomie seule. Cependant, il reste difficile d’objectiver la responsabilité des greffes dans les résultats. De plus, les chercheurs ne peuvent pas « tracer » les myoblastes dans le muscle et n’ont qu’une vague idée du devenir des cellules injectées. « On sait seulement, d’après les tests préalables, que les myoblastes peuvent encore faire vingt divisions, soit un facteur de multiplication d’un million », précise Vincent Mouly.

Myoblastes vus en microscopie.
Les cellules apparaissent en vert par immunofluorescence  (anticorps dirigé contre la desmine) et les 
noyaux des cellules en bleu (colorant Hoescht)
© V. Renault et al. (2000) Exp. Gerontol. 35 :711-719.

La très bonne tolérance de ces autogreffes et les résultats laissent envisager un autre essai de phase II, à l’échelle européenne, peut-être à compter de 2010. Par ailleurs, un essai de phase I de greffe autologue de myoblastes a commencé depuis 2006 au CHU de Nice, sous la direction de Claude Desnuelle, pour évaluer la faisabilité et la tolérance de cette techique dans le cas de la DMFSH, une maladie qui touche un plus grand nombre de muscles que la DMOP. Trois malades ont reçu la greffe de myoblastes et trois autres devraient être traités en 2008. Attention toutefois aux fausses espérances, prévient Vincent Mouly : « la thérapie par myoblastes ne pourra au mieux qu’améliorer l’état d’un muscle et réduire certains symptômes, ce qui est déjà beaucoup, mais elle ne pourra pas régénérer une nouvelle musculature entière. »

Pour l’heure, l’état d’avancement des applications cliniques de la greffe de myoblastes ne permet pas encore de conclure quant à son efficacité. Et les obstacles à leur utilisation, notamment la capacité de migration et de survie de ces cellules, sont loin d’être levés.

 Les cellules souches adultes
L’autre piste thérapeutique repose sur les cellules souches. Elle a été relancée en novembre 2006, lorsque le groupe de Giulio Cossu, à l’Institut Saint Raphaël de Milan, a publié une étude montrant que des muscles de la patte de chiens atteints d’une forme de dystrophie musculaire semblable à la DMD avaient été traités avec succès par l’injection dans le sang de cellules souches préparées à partir de vaisseaux sanguins, et appelées mésoangioblastes (ou mésangioblastes).

Cossu et ses collaborateurs ont découvert ces cellules souches adultes dans la paroi de l’aorte dorsale d’embryons d’oiseaux et de mammifères à la fin des années 1990. En 2003, les chercheurs italiens ont montré que les mésoangioblastes restauraient la fonction musculaire chez des souris modèles d’une forme rare de myopathie. Ils se sont alors associés au groupe de Stéphane Blot, de l’Ecole vétérinaire d’Alfort, dont le laboratoire est un spécialiste du seul gros modèle animal qui reproduit la DMD humaine, un chien Golden Retriever spontanément atteint par le même déficit génétique (chien GRMD).

Leur étude a montré que l’injection dans la circulation sanguine de chiens malades de mésoangioblastes prélevés dans les vaisseaux de muscles d’un chien donneur sain était associée, en présence d’immunosuppresseurs, à une amélioration de la fonction musculaire et à la synthèse de la protéine absente dans la DMD, la dystrophine. Les mésoangioblastes semblent avoir la capacité de migrer à partir du sang vers le tissu musculaire, sans doute en réponse à des médiateurs (cytokines) libérés par ce dernier. Bien que l’essai franco-italien ait été critiqué en raison de l’absence de contrôles rigoureux – les immunosuppresseurs pouvant avoir un effet positif sur les patients DMD –, les résultats sont très prometteurs et Giulio Cossu envisage de poursuivre cette voie de recherche lors d’un futur essai clinique en Italie. 

 Nom de code : AC133
La voie des cellules souches adultes a été relancée également par l’étude de cellules extraites du muscle, dites AC133. Ces cellules peuvent se différencier en fibres musculaires plus efficacement que les myoblastes, et possèdent une bonne capacité de migration. En octobre dernier, l’équipe de Yvan Torrente (Centre Dino Ferrari, Milan), en collaboration avec Giulio Cossu et l’Institut de myologie, a montré lors d’un essai clinique en double aveugle mené chez huit enfants soufrant de DMD que le traitement à base de cellules AC133 provenant des patients eux-mêmes est bien toléré. Une telle thérapie autologue nécessitera d’abord une correction du gène déficient dans les cellules AC133 avant d’être applicable chez les malades DMD, puisque les cellules souches sont elles aussi dépourvues de la dystrophine nécessaire au fonctionnement des cellules musculaires.

D’où l’idée avancée par l’Institut de myologie d’étudier l’utilisation de cellules souches autologues de malades atteints de DMD dont la mutation génétique aurait été corrigée par thérapie génique. C’est l’ambition du projet européen MYOAMP (pour amplification musculaire), lancé en janvier 2007 et coordonné par Vincent Mouly (1) et auquel contribuent en région parisienne Généthon et la société GenoSafe (Evry). Grâce à un lentivirus, des myoblastes, des mésoangioblastes ou des cellules souches AC133 seront génétiquement modifiés afin de produire la dystrophine. L’opération, réalisée par la technique du « saut d’exon » mise au point par l’équipe de Luis Garcia à Généthon, conduira en fait à la synthèse d’une « quasi-dystrophine » plus courte que la dystrophine normale mais fonctionnelle. Les cellules autologues modifiées seront ensuite injectées dans la circulation sanguine ou greffées dans le muscle de patients atteints de DMD.

 Les cellules embryonnaires aussi
Parallèlement, le recours aux cellules souches embryonnaires (CSE ou CES) est étudié par l’équipe de Philippe Ménasché (Hôpital Pompidou) et Michel Pucéat (I-Stem, Institut des cellules souches pour le traitement et l’étude des maladies monogéniques, Evry), après l’arrêt de l’essai MAGIC portant sur la greffe de myoblastes dans l’insuffisance cardiaque (2).

A l’Institut de myologie, Jean-Thomas Vilquin, l’un des pionniers de l’utilisation médicale des myoblastes en France – il est l’un  des fondateurs de la société Myosix, qui produit de manière standardisée des lots de myoblastes de grade clinique (conditions GMP) ou de grade recherche (conditions GLP) (2) – commence également à travailler avec des cellules souches embryonnaires de souris sur des modèles de cardiomyopathie d’origine génétique. Selon lui, « les cellules souches embryonnaires seront sans nul doute nécessaires à la thérapie cellulaire, compte tenu de leur potentiel. Pour des pathologies lourdes et handicapantes, telles que des maladies musculaires, ou des maladies touchant des organes hautement spécialisés (diabète, maladie neurodégénératives...) il serait même justifié de les modifier génétiquement. Pour certaines pathologies, l’utilisation de cellules souches adultes autologues pourrait s’avérer suffisante (fractures osseuses, greffes de peau...). Mais l’on s’oriente plus sûrement vers une combinaison de méthodes et de types cellulaires adaptés à chaque pathologie, voire à chaque patient.

(1) www.afm-france.org/ewb_pages/a/actualite_15433.php?
(2) Voir Transversales Santé du 12 décembre 2006
www.parisdeveloppement.com/la-technopole-parisienne/3-poles-innovants/pole-sante/les-transversales-sante/syntheses/transversales-12-dec-2006.html




 Pour en savoir plus
• AFM
www.afm-france.org/ewb_pages/t/therapie_cellulaire.php
• Institut de myologie
www.institut-myologie.org 
• B. Péault et al. (2007) Stem and Progenitor Cells in Skeletal Muscle
• Development, Maintenance, and Therapy. Molecular Therapy 15(5): 867–877.
www.genopole.fr/html/en/recherche/animation/stemcells-course/biblio/pdf/Pinset-Peault.pdf
• Treat-NMD Neuromuscular Network
www.treat-nmd.eu

 Ressources Internet